[發(fā)明專利]熒光透明陶瓷LED封接結(jié)構(gòu)及其封接方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210156768.9
• 申請(qǐng)日: 2012-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN102709452A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高鞠;王媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州晶品光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/50
• 分類號(hào): H01L33/50;H01L33/64;H01L33/62;H01L33/48
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED封裝技術(shù)，尤其涉及一種熒光透明陶瓷LED封接結(jié)構(gòu)及其封接方法。

背景技術(shù)

隨著LED在照明領(lǐng)域中的不斷發(fā)展，人們對(duì)其出光效率的要求越來越高，LED的封裝材料、封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法都是影響其出光效率的重要因素；目前主要通過透明襯底技術(shù)、金屬膜反射技術(shù)、倒裝芯片技術(shù)來提高LED的出光效率。

通常藍(lán)光、綠光LED芯片是通過MOCVD（金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀）技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN（氮化鎵）基的LED晶片結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)發(fā)光區(qū)發(fā)出的光透過上面的P型區(qū)射出；由于P型GaN傳導(dǎo)性能不佳，為獲得良好的電流擴(kuò)展，需要通過蒸鍍技術(shù)在P區(qū)表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層，P區(qū)引線通過該層金屬電極層引出；為了獲得好的電流擴(kuò)展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄，為此，LED芯片的發(fā)光效率就會(huì)受到很大影響，因而金屬電極層的厚度通常需要同時(shí)兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個(gè)因素。為了克服以上缺點(diǎn)，提出了倒裝LED芯片，其是將LED晶片通過倒裝焊接在硅基板上，以提高出光率；但此結(jié)構(gòu)原則上依然是LED晶片單側(cè)出光，同時(shí)增加了后續(xù)二次配光的成本與難度，很不利于市場(chǎng)的推廣及應(yīng)用。

總之，由于不透明基板、金屬電極層等一系列問題，LED芯片依然只能單側(cè)出光，限制了出光效率的提高，且散熱效果差；同時(shí)，傳統(tǒng)的單顆封裝自動(dòng)化程度低，不適合批量化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種熒光透明陶瓷LED封接結(jié)構(gòu)及其封接方法，在完成對(duì)多顆LED芯片的保護(hù)同時(shí)充分利用芯片的PN?結(jié)直接出光，有效提高LED芯片的出光效率，同時(shí)改善LED芯片的散熱效果，適于工業(yè)批量化生產(chǎn)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

熒光透明陶瓷LED封接結(jié)構(gòu)，包括兩片平面式透明熒光氧化物基板和一個(gè)以上LED芯片，至少在其中一個(gè)氧化物基板的正面設(shè)置導(dǎo)電圖案，在導(dǎo)電圖案上預(yù)留有LED結(jié)合區(qū)，LED芯片排布在LED結(jié)合區(qū)上，其兩面分別與兩個(gè)氧化物基板的正面貼合，兩個(gè)氧化物基板之間的間隙填充滿隔離膠。所述LED芯片可以通過焊接或者膠合方式進(jìn)行固晶固定。

該LED封接結(jié)構(gòu)為整版結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)排布多個(gè)LED芯片（將LED芯片成陣列式排布，或其他設(shè)定圖形排放，LED芯片通過導(dǎo)電圖案導(dǎo)通，所述導(dǎo)電圖案可以分為數(shù)個(gè)電極區(qū)），能夠適應(yīng)工業(yè)化的批量生產(chǎn)、自動(dòng)化生產(chǎn)；同時(shí)該LED封接結(jié)構(gòu)采用透明熒光氧化物基板，打破了傳統(tǒng)單面出光的限制實(shí)現(xiàn)了雙面出光，有效提高了其出光效率；同時(shí)該LED封接結(jié)構(gòu)相對(duì)單顆LED封裝結(jié)構(gòu)極大地改善了散熱效果，能夠提高其使用壽命。

所述LED芯片可以為正裝LED芯片（即剝離藍(lán)寶石電路基板只保留原有PN結(jié)的LED芯片），亦可以為倒裝LED芯片；當(dāng)LED芯片為正裝LED芯片并采用跳線接線方式或LED芯片為倒裝LED芯片時(shí)，在其中一個(gè)氧化物基板的正面設(shè)置導(dǎo)電圖案；當(dāng)LED芯片為正裝LED芯片并采用非跳線接線方式時(shí)，在兩個(gè)氧化物基板的正面設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電圖案。一般來說，我們采用在其中一個(gè)氧化物基板的正面設(shè)置導(dǎo)電圖案的結(jié)構(gòu)，即采用倒裝LED芯片，或者在采用正裝LED芯片時(shí)采用條線接線方式。

所述氧化物基板的材質(zhì)為摻雜有熒光物質(zhì)的單晶或者多晶陶瓷材料，優(yōu)選采用摻雜有熒光物質(zhì)的釔鋁石榴石，具體的可選用含有鋁酸鹽（比如Ce³⁺鋁酸鹽）或氮化物（比如Eu氮化物）中的一種或兩種物質(zhì)的釔鋁石榴石。由于LED芯片發(fā)射出來的光必定通過氧化物基板向兩邊發(fā)射，激發(fā)了熒光物質(zhì)產(chǎn)生光之轉(zhuǎn)換效應(yīng)，因而氧化物基板配合相應(yīng)的紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片或者綠光LED芯片就能夠使得最終的LED封裝結(jié)構(gòu)為白光LED。

所述導(dǎo)電圖案的材質(zhì)可以為銅、鋁、金、銀、鎳、鋅，鐵，石墨等材料，或采用透明導(dǎo)電氧化物材料；其可以通過鍍膜或者印刷方式涂覆在氧化物基板上；在導(dǎo)電圖案上通過印刷阻焊劑即可劃定出LED結(jié)合區(qū)。

所述隔離膠優(yōu)選為硅膠或樹脂，隔離膠用于保證LED芯片不會(huì)裸露在空氣中。

熒光透明陶瓷LED封接結(jié)構(gòu)的封接方法，包括如下步驟：

（1）通過陶瓷成型和燒結(jié)工藝制備兩片透明熒光氧化物基板；

（2）根據(jù)LED芯片的結(jié)構(gòu)和接線方式在氧化物基板的正面涂覆導(dǎo)電圖案；

（3）在導(dǎo)電圖案上印刷阻焊劑，防止焊料流淌導(dǎo)致基板線路導(dǎo)通，以形成LED結(jié)合區(qū)；

（4）對(duì)氧化物基板的正面進(jìn)行拋光處理，保證界面具有良好的出光特性；